Anglicky: The impact of agricultural activities on water quality: A case for collaborative catchment-scale management using integrated wireless sensor networks
Zdroj: Zia, H., Harris, N., Merrett, G. V., Rivers, M., Coles, N. (2013) The impact of agricultural activities on water quality: a case for collaborative catchment-scale management using integrated wireless sensor network. Computers and Electronics in Agriculture, (96), 126-138. doi:10.1016/j.compag.2013.05.001
Klíčová slova: "bezdrátová senzorová síť, zemědělské aktivity, monitoring a management jakosti vody v povodí"
Dostupný z: http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0168169913001063
Jakost vody je rostoucí celosvětový problém. Hlavními faktory jejího zhoršování jsou ekonomika, špatné hospodaření s vodou, zemědělství a rozvoj měst. Kontaminace povrchových a podzemních vod v povodí je způsobena především zastaralými postupy hospodaření v zemědělství. Jedná se o nadměrné používání hnojiv pro vysoké výnosy plodin, tradiční postupy zavlažování, používání pesticidů a herbicidů a špatně řízené chovy hospodářských zvířat.
Článek se zaměřuje na vliv postupů hospodaření zemědělských podniků na degradaci kvality vody.
Hodnoceny byly jednotlivé zemědělské činnosti, které vedou ke zhoršování jakosti vod a následná aplikace monitorovacího zařízení. Jednotlivá měření probíhala jak u povrchových vod, tak u vod podzemních a půdních. Byly uvedeny jednotlivé příklady z celého světa.
Užitou metodou monitoringu byla WSN (wireless sensor networks) v překladu jako tzv. bezdrátové senzorové sítě. Tato metoda byla aplikována na konkrétních zemědělských objektech s ohledem na již zmíněné faktory, jež nejvíce přispívají ke kontaminaci vod.
Byl také uveden případ spolupráce WSN pro integrované řízení jakosti vod v povodí, který zajišťuje efektivní řízení kvality vody. Navrhuje se, aby monitorování bylo založeno na třech úrovních pokrývajících makroekonomické stupně. Monitorování je zaměřeno na lepší pochopení procesů, jako je vyluhování živin do půdy a podzemních vod a zadržování hnojiv půdou. Poté se provádí monitorování středního rozsahu, které je zaměřeno na hodnocení zemědělských postupů, jako jsou zlepšené strategie zavlažování a používání alternativních hnojiv nebo snížené aplikační dávky při zachování stejných výnosů. Monitorování na makroúrovni nakonec zohledňuje úroveň povodí, úrovně dílčího povodí a regionální hodnocení využívání půdy.
Tento článek přezkoumal potenciální dopad zemědělských činností na degradaci kvality vody v povodí. Navrhl, aby různé požadavky na monitorování jednotlivých oblastí povodí mohly být kombinovány, aby bylo možné porozumět trendům proudění kontaminujících látek, jejich kvantifikaci a řízení přispívajících faktorů. To určuje potřebu autonomního a spolupracujícího mechanismu založeného na cílených technologiích bezdrátových senzorů. Dále se dospělo k závěru, že pro účinný a integrovaný monitoring a řízení kvality vody v povodí je třeba vytvořit systém individuálně propojených činností.
Aplikace WSN pro sledování a řízení kvality vody pro povodí má obrovský potenciál. V tomto přehledu však byla zjištěna určitá omezení, jako například malá měřítka, nasazení jednorázových aplikací, omezení jednotlivých součástí, nedostatek vhodných snímačů a náklady na nasazení a sběr dat. Dále je zjištěno, že důležité požadavky na konkrétní aplikace nejsou dobře zajištěny použitím komponovaných součástí, jako jsou variabilní vzorkovací frekvence, dobře definované a flexibilní rozhraní senzorů, životnost, snadnost nasazení a konfigurace pro hydrology a síť pro širší prostředí. Dospělo se k závěru, že pro monitoring jakosti vody stále existuje potřeba přesných, nenákladných senzorů s dlouhou životností.
Jelikož vývoj ve všech těchto oblastech stále probíhá a nedostatky jsou řešeny, schopnost monitoringu v povodích se zlepšuje. Zavedením mechanismu spolupráce, který umožní všem zúčastněným stranám možnost přispívat a využívat jakákoli data plynoucí ze sítí, se celková hodnota těchto informací zvýší.
